Verbundvorhaben: HyQ2Ra - Erforschung und Demonstration eines Raman-Sensors zur messtechnischen Überwachung der Gasqualität und des Massendurchflusses für wasserstoffgespeiste Brennstoffzellensysteme; Teilvorhaben: Entwicklung und Validierung einer robusten Datenauswertung für den Raman-Sensor
Zeitraum
2022-01-01 – 2025-12-31
Bewilligte Summe
279.777,47 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN5023D
Leistungsplansystematik
Brennstoffzellen - Weitere Technologien und nicht zugeordnet [EA2259]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
An die Wasserstoffqualität für Brennstoffzellenantriebe sind hohe Anforderungen gesetzt. Da Verunreinigungen bei der Herstellung, dem Transport, der Speicherung und der Betankung eingebracht werden und hochkritisch für die jeweilige Funktionalität sein können, ist es sinnvoll, die Reinheit des Wasserstoffs zielgerichtet an verschiedenen Punkten der Verteilerkette zu prüfen. Einige Verunreinigungen (z.B. Schwefelverbindungen, Kohlenstoffmonoxid) verursachen irreversible oder nur langsam reversible Effekte an der Membran der Brennstoffzelle, was sich nachteilig auf ihre Leistung auswirkt. Sie haben oftmals eine energetische Leistungsabnahme von Brennstoffzellensystemen mit nachteiligen Effekten auf die Lebensdauer und speicherbedingt geringe Wirkungsgrade zur Folge, was sich gesamtwirtschaftlich als nicht energieeffizient darstellt. Die Ursache für die Verunreinigungen kann vielfältig sein. Zum Beispiel können bei den Übergabepunkten des Gases oder durch interne Kompressoren, Pumpen und Filter Kontaminationen nicht immer ausgeschlossen werden. Ein breitbandiges Gas-Messsystem, dass die Grenzwerte, festgehalten in der DIN ISO 14687, online und inline detektiert ist derzeit aufgrund fehlender technologischer Möglichkeiten nicht verfügbar. Das HyQ²Ra-Projektkonsortium hat es sich zum Ziel gemacht, die Gasqualität und -quantität an Wasserstofftankstellen für den Endverbraucher sicherzustellen. Im Rahmen des Projektes wird eine neuartige auf Raman-Spektroskopie basierte Messtechnologie erforscht und erstmals im Rahmen eines 6- monatigen Feldversuches an einer Wasserstofftankstelle erprobt. Im Teilprojekt der RUB geht es um die theoretische Analyse des Einflusses der Prozessparameter auf das Raman-Signal unter Berücksichtigung des zu entwickelnden optischen Aufbaus. Es soll eine robuste Datenauswertung erstellt werden, auf Grundlage derer, Aussagen über die Konzentrationen der Verunreinigungen möglich sind. Die Datenauswertung wird im Labor und im Feld validiert.